项目背景

在当今世界,以大模型为核心的AI技术的迅猛发展正遇上中国高等教育的数字化转型。​握住了大模型的教育应用场景,就意味着掌握了教育数字化转型的“杀手锏”

我们团队成员在大学的学习中深刻地体会到:传统高等教育在课前、课时、课后的三个领域面临着诸多挑战,如知识孤岛、资料迷宫、评估耗时长等问题。基于此,我们团队提出了我们的解决方案——“​星优灵犀-基于讯飞AI的智适应学习平台​”,项目目标是深度融合人机互动的智适应学习和人际互动的社群化学习,将AI技术以人机共创的形式深度融入到课前、课时、课后的全过程

技术选型

星优灵犀采用前后端分离架构进行设计和开发,前端分为教师端和学生端,使用Vue.js框架、TypeScript和TailwindCSS进行开发。后端采用微服务架构进行设计,将后端服务拆分为基于SpringBoot的​核心业务后端​、基于FastApi和讯飞AI的​智能使能微服务​、基于FastApi+LangChain的​智能文档问答微服务​。同时我们使用了MySQL、Redis和Chroma向量数据库作为持久化层。

项目架构图如下:

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在项目的部署上面,我们使用Docker Compose进行​容器编排和部署​,将所有服务部署到云服务器ECS上。

同时我们还对应用做了一系列优化,如基于Redisson与SpringAOP实现接口限流,防止AI接口被不法分子恶意攻击;基于SpringAOP和线程池实现异步调用,提升接口的响应速度等等。整个项目充分运用了​讯飞星火的AI能力​,包括讯飞语音合成技术、讯飞TTS技术、星火大模型、星火智能PPT、星火文本向量化等。

系统功能

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星优灵犀提供“​三大核心赋能 + 十大核心功能​”,三大核心赋能贯穿教师和学生日常学习和工作中的“课前、课时、课后”全环节,十大功能相互联系,精心设计,共同组成了本套智适应学习平台。

灵犀课前赋能:包括灵犀预习、灵犀智航、灵犀备课、灵犀图谱四大功能,其中灵犀预习​为学生提供智能预习清单、智能预习PPT、智能预习音频、智能预习导图、预习效果评估五个功能;灵犀智航提供个性化学习路径推荐、领域学者和大牛推荐的个性化学习功能;灵犀备课提供智能教案、智能出题、智能PPT三大功能;灵犀图谱更是经过精心设计,方便教师基于课程维度构建课程专用知识图谱,此图谱将通过平台的智能化设施影响学生的预习、复习和学情评价。

灵犀课时赋能:包括灵犀课谱、灵犀课堂和社群智答三个模块,灵犀课谱构建了整个系统的课程框架;灵犀课堂含有智能课堂摘要、课堂回放、课堂讲稿等功能,利用AI手段帮助学生回顾课程内容;社群智答是整个系统的重磅设计,支持对课堂摘要和课堂语音讲稿提供​语句级别的智能问答​,真正帮助学生嚼碎课堂内容,同时问答系统采用社群化设计,学生可以对优质的提问和答复进行“点赞”,对无用的答复进行反馈;教师可以设置优质提问并对AI的回复进行修正,我们设计了学生的参与度和贡献度的计算模型,可以在系统中为用户提供可信、可靠的学情评价。

灵犀课后赋能:包括灵犀学脉、灵犀温故和灵犀智库三大模块。灵犀学脉为学生提供全方位的学情评估体系,我们基于整个智适应平台,提出了“课堂贡献度、课堂活跃度、复习参与度、预习掌握度、知识掌握度”的五维评价指标,更好的评估学生的学情情况。灵犀温故为学生提供了基于闯关式的复习方案,此模块深度对接灵犀图谱,AI根据学生在本课程知识点的掌握情况,从题库中抽取合适的题目进行组卷,学生在进行问答后,系统会迭代更新学生的知识点掌握情况并给出学习评估。灵犀智库模块的灵感来源于大火的RAG知识库问答技术,我们观察到目前高等教育中,老师们会讲课程资料存放到QQ群,学生自行从QQ群下载并使用资料,我们认为这种方法对于资料的利用率不高。基于此,我们开发了灵犀智库课程资料问答系统,课程资料可以托管到某一堂课的资料空间中,系统会通过OCR技术和Embedding技术将资料存档;同时,在资料空间中,学生可以对这些资料进行问答,系统会结合大模型决策+知识库存档对用户的提问进行回答。在此基础上,我们还精心设计了原文回溯功能,支持用户跳转到原文位置,让用户真正“信服”这个答案。

总结

通过“三大核心赋能 + 十大核心功能”,星优灵犀-基于讯飞AI的智适应学习平台旨在通过自身的探索助力高等教育的数字化转型,通过将AI技术和高等教育的结合,我们将让高等教育更加智能、更加便捷、更加增效。